CN111537353A - 一种新材料可变环境拉伸扭转装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新材料可变环境拉伸扭转装置，具体涉及拉伸扭转装置领域，包括底板，所述底板的顶部两侧均固定安装有液压伸缩杆，所述液压伸缩杆的一端固定安装有固定块，所述固定块远离液压伸缩杆的一侧活动安装有转筒，所述固定块的一侧设置有配合块，所述配合块套装在转筒的外侧，所述转筒的一端固定连接有夹具。本发明通过液压伸缩杆带动转筒做平移运动，实现了材料的拉伸功能，转筒平移，使定位杆与螺旋槽之间发生相对滑动，使转筒平移的同时还实现了自身的转动，即让装置在新材料拉伸的同时还为其提供扭转的测试效果，通过模拟材料在实际服役过程中所受到的交互作用，提高了装置测得参数的参考价值。

Description

一种新材料可变环境拉伸扭转装置
技术领域
本发明涉及拉伸扭转装置技术领域，更具体地说，本发明涉及一种新材料可变环境拉伸扭转装置。
背景技术
材料的发展很大程度的推动了社会的进步，但同时随着科技的进步，人类对于材料的使用要求越来越高，使用条件也愈加复杂。虽然材料科学技术飞速发展，但目前主要的研究领域集中于新材料的开发与应用，对于材料自身特性的表征与评价技术发展缓慢，能真实模拟材料实际服役条件的力学性能测试装置十分稀少。应用传统的测试装置不能完全体现出一些构件实际的受力状态，所以测得的力学参数也不具有绝对的参考价值。
另外，针对现有技术中一些机器中的轴类零件，其在实际服役过程中承受拉伸、扭转疲劳等一系列复合载荷的交互作用，而这些实际的外界因素都会对材料力学性能产生较大的影响。
但是现有的材料拉伸扭转装置在实际使用时，仍旧存在较多缺点，如测试装置在需要对材料进行拉伸测试时无法同时实现对材料的扭转，在测试时只能对其进行单一性能的测试，而在实际服役过程中所受到的交互作用不便于被测试装置所模拟测试，降低了装置测得参数的参考价值。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种新材料可变环境拉伸扭转装置，本发明所要解决的问题是：现有的测试装置无法在拉伸的同时对材料进行扭转。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新材料可变环境拉伸扭转装置，包括底板，所述底板的顶部两侧均固定安装有关于底板中心截面呈对称设置的液压伸缩杆，所述液压伸缩杆的一端固定安装有固定块，所述固定块远离液压伸缩杆的一侧通过轴承活动安装有转筒，所述固定块远离液压伸缩杆的一侧设置有配合块，所述配合块套装在转筒的外侧，所述转筒远离固定块的一端固定连接有夹具；
所述配合块的底部固定安装有安装板，所述安装板的两侧一体成型有耳块，其耳块的顶部固定安装有安装螺栓，所述安装板通过安装螺栓与底板固定连接，所述配合块的一侧贯穿开设有通孔，所述转筒活动设于通孔内，且所述通孔与转筒同轴设置，所述通孔的内周侧贯穿安装有四组环形设置的转杆，所述转杆远离通孔的一端贯穿开设有螺纹孔，所述螺纹孔的内部螺纹连接有螺杆，所述螺纹孔靠近通孔的一端两侧均铰接有第一连杆，所述第一连杆远离转杆的一侧两端之间活动安装有扭转辊，所述扭转辊的外侧铰接有第二连杆，所述螺杆位于通孔内的一端通过轴承活动连接有固定杆，所述第二连杆远离扭转辊的一端与固定杆铰接，所述固定杆远离螺杆的一侧固定连接有定位杆，所述转筒位于通孔内的杆壁外开设有螺旋槽，所述定位杆与螺旋槽相适配，所述转筒靠近固定块的端面周向侧开设有环形设置有齿槽，所述齿槽与转筒的轴线平行设置，所述扭转辊的外周侧一体成型有轮齿，且轮齿与齿槽啮合连接，所述齿槽的槽深度小于螺旋槽的槽深度。
在一个优选的实施方式中，所述通孔的孔壁上同心设置有齿盘，所述齿盘的外周侧固定连接有环形设置的多组滚轮，所述滚轮与通孔的内部滑动接触，所述转杆位于通孔内的杆壁外固定套装有配合齿轮，所述配合齿轮与齿盘啮合连接。
在一个优选的实施方式中，所述通孔的孔壁上开设有环形滑槽，所述滚轮滑动设于环形滑槽内，所述齿盘的内部啮合连接有驱动齿轮，所述驱动齿轮的一侧固定连接驱动电机，且驱动电机固定安装在配合块上。
在一个优选的实施方式中，所述转杆的顶部杆壁外固定套装有限位板，所述限位板的底部与配合块的顶部滑动接触。
在一个优选的实施方式中，所述第二连杆靠近扭转辊铰接处的外侧固定安装有安装块，所述安装块的一侧固定安装有驱动马达，所述驱动马达的输出轴与扭转辊通过联轴器固定连接，为扭转辊的转动提供动力支持。
在一个优选的实施方式中，所述底板的顶部两侧均开设有导向槽，所述导向槽的内部滑动设有导向块，所述固定块固定安装在导向块的顶部，便于在测试材料拉伸和扭转的性能时，对固定块的运动进行导向，从而有利于提高测试结果的准确性。
在一个优选的实施方式中，所述配合块的外侧刻画有角度标识，所述转筒靠近固定块的外周侧刻画有第一指向针，所述第一指向针与转筒中心轴线平行设置，且所述第一指向针与角度标识对应设置，便于工作人员记录材料扭转倾角。
在一个优选的实施方式中，所述底板位于夹具下方的正面刻画有距离刻度标识，所述夹具远离转筒的一侧底部固定连接有第二指向针，所述第二指向针的底端正对距离刻度标识的零刻度，便于工作人员记录材料的拉伸形变量。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明通过设置定位杆和螺旋槽，液压伸缩杆带动转筒做平移运动，实现了材料的拉伸功能，转筒平移，使定位杆与螺旋槽之间发生相对滑动，由于螺旋槽为螺旋设置的，因此使转筒平移的同时还实现了自身的转动，即让装置在新材料拉伸的同时还为其提供扭转的测试效果，通过模拟材料在实际服役过程中所受到的交互作用，提高了装置测得参数的参考价值，与现有技术相比，有提高装置实用性的进步；
2、本发明通过设置齿槽和扭转辊，转杆转动度后，使原先与转筒轴线平行的扭转辊转至与转筒轴线垂直，再继续转动螺杆，使旋转过后的扭转辊辊面的轮齿与转筒表面的齿槽配合，开启驱动马达，使扭转辊转动，扭转辊与转筒啮合，可使转筒只转动，扭转辊的设置不仅为转筒提供压紧导向避免其跳动的作用，还起到了为转筒转动新材料只测试扭转性能提供动力的功能，与现有技术相比，有提高装置实用性和适用范围的进步。
附图说明
图1为本发明整体结构的结构正视图；
图2为本发明图1中M-M视角的结构示意图；
图3为本发明转筒的立体结构示意图；
图4为本发明使用时转杆和扭转辊的第一状态示意图；
图5为本发明使用时转杆和扭转辊的第二状态示意图；
图6为本发明使用时转杆和扭转辊的第三状态示意图；
图7为本发明扭转辊的结构侧视图；
图8为本发明图2中A处结构的放大示意图；
图9为本发明图2中B处结构的放大示意图。
附图标记为：1底板、11导向槽、12导向块、13距离刻度标识、2液压伸缩杆、3固定块、31第一指向针、4配合块、41角度标识、42安装板、421安装螺栓、43通孔、431环形滑槽、44卡槽、5转筒、51齿槽、52螺旋槽、6夹具、61第二指向针、7转杆、71螺纹孔、72螺杆、73第一连杆、74扭转辊、75第二连杆、751安装块、752驱动马达、76固定杆、77定位杆、78限位板、79配合齿轮、8齿盘、81滚轮、82驱动齿轮。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明一实施例的新材料可变环境拉伸扭转装置，可包括底板1，所述底板1的顶部两侧均固定安装有关于底板1中心截面呈对称设置的液压伸缩杆2，所述液压伸缩杆2的一端固定安装有固定块3，所述固定块3远离液压伸缩杆2的一侧通过轴承活动安装有转筒5，所述固定块3远离液压伸缩杆2的一侧设置有配合块4，所述配合块4套装在转筒5的外侧，所述转筒5远离固定块3的一端固定连接有夹具6。
参照说明书附图1-7，该实施例的新材料可变环境拉伸扭转装置的配合块4的底部固定安装有安装板42，所述安装板42的两侧一体成型有耳块，其耳块的顶部固定安装有安装螺栓421，所述安装板42通过安装螺栓421与底板1固定连接，所述配合块4的一侧贯穿开设有通孔43，所述转筒5活动设于通孔43内，且所述通孔43与转筒5同轴设置，所述通孔43的内周侧贯穿安装有四组环形设置的转杆7(所述转杆7通过轴承与配合块4活动连接)，所述转杆7远离通孔43的一端贯穿开设有螺纹孔71，所述螺纹孔71的内部螺纹连接有螺杆72，所述螺纹孔71靠近通孔43的一端两侧均铰接有第一连杆73，所述第一连杆73远离转杆7的一侧两端之间活动安装有扭转辊74，所述扭转辊74的外侧铰接有第二连杆75，所述螺杆72位于通孔43内的一端通过轴承活动连接有固定杆76，所述第二连杆75远离扭转辊74的一端与固定杆76铰接，所述固定杆76远离螺杆72的一侧固定连接有定位杆77，所述转筒5位于通孔43内的杆壁外开设有螺旋槽52，所述定位杆77与螺旋槽52相适配，所述转筒5靠近固定块3的端面周向侧开设有环形设置有齿槽51，所述齿槽51与转筒5的轴线平行设置，所述扭转辊74的外周侧一体成型有轮齿，且轮齿与齿槽51啮合连接，所述齿槽51的槽深度小于螺旋槽52的槽深度。
如图1-7所示，实施场景具体为：在实际使用时，先对装置进行调零校准，使第一指向针31和第二指向针61分别与距离刻度以及角度标识41对准，再将待测试的新材料放置在两个夹具6之间，并使用夹具6将材料夹紧，若需要测试材料的拉伸性能，则开启液压伸缩杆2，伸缩杆伸缩拉动固定块3、转筒5和夹具6向底板1的外侧移动，从而完成对材料拉伸性能的侧视，若需要测试材料的扭转性能，通过将扭转辊74与齿槽51啮合，开启驱动马达752，驱动马达752带动扭转辊74转动，带动转筒5转动，转筒5再带动夹具6转动，实现对材料扭转性能的测试；通过设置转杆7、螺杆72、第一连杆73、扭转辊74、第二连杆75、安装块751、驱动马达752、固定杆76、定位杆77和螺旋槽52，旋转螺杆72，螺杆72在螺纹孔71的作用下下移挤压固定杆76，进而带动定位杆77下移，使定位杆77(四个定位杆77的端部均与螺旋槽52滑配，且四个定位杆77并不在同一平面上，而是分别适应于螺旋槽52的螺旋角度，避免多个定位杆77与同一螺旋槽52之间滑动时发生干涉)伸入到螺旋槽52内，开启液压伸缩杆2，通过伸缩杆带动转筒5做平移运动，实现了材料的拉伸功能，转筒5平移，使定位杆77与螺旋槽52之间发生相对滑动，由于螺旋槽52为螺旋设置的，因此使转筒5平移的同时还实现了自身的转动，即让装置在新材料拉伸的同时还为其提供扭转的测试效果，通过模拟材料在实际服役过程中所受到的交互作用，提高了装置测得参数的参考价值，该实施方式具体解决了现有技术中存在的测试装置不能在材料拉伸的同时还实现材料扭转功能的问题。
所述通孔43的孔壁上同心设置有齿盘8，所述齿盘8的外周侧固定连接有环形设置的多组滚轮81，所述滚轮81与通孔43的内部滑动接触，所述转杆7位于通孔43内的杆壁外固定套装有配合齿轮79，所述配合齿轮79与齿盘8啮合连接。
所述通孔43的孔壁上开设有环形滑槽431，所述滚轮81滑动设于环形滑槽431内，所述齿盘8的内部啮合连接有驱动齿轮82，所述驱动齿轮82的一侧固定连接驱动电机，且驱动电机固定安装在配合块4上。
所述转杆7的顶部杆壁外固定套装有限位板78，所述限位板78的底部与配合块4的顶部滑动接触。
所述第二连杆75靠近扭转辊74铰接处的外侧固定安装有安装块751，所述安装块751的一侧固定安装有驱动马达752，所述驱动马达752的输出轴与扭转辊74通过联轴器固定连接。
所述第二连杆75靠近扭转辊74铰接处的外侧固定安装有安装块751，所述安装块751的一侧固定安装有驱动马达752，所述驱动马达752的输出轴与扭转辊74通过联轴器固定连接。
所述配合块4的外侧刻画有角度标识41，所述转筒5靠近固定块3的外周侧刻画有第一指向针31，所述第一指向针31与转筒5中心轴线平行设置，且所述第一指向针31与角度标识41对应设置。
所述底板1位于夹具6下方的正面刻画有距离刻度标识13，所述夹具6远离转筒5的一侧底部固定连接有第二指向针61，所述第二指向针61的底端正对距离刻度标识13的零刻度。
如图1-9所示，实施场景具体为：在实际使用时，通过设置配合齿轮79、齿盘8、滚轮81和驱动齿轮82，控制驱动电机的开启，电机带动驱动齿轮82转动，由于驱动齿轮82与齿盘8啮合，因此驱动齿轮82带动齿盘8转动，齿盘8再带动配合齿轮79转动，配合齿轮79转动可带动转杆7旋转，通过控制齿盘8与配合齿轮79之间配合的齿数关系，确保转杆7转动90度，改变扭转辊74的角度，在转杆7转动之前，先转动螺杆72，使其带动固定杆76和定位杆77上移，定位杆77从螺旋槽52中推迟，扭转辊74由原先与转筒5挤压接触，为转筒5提供压紧力变为与转筒5松开，转杆7转动90度后，使原先与转筒5轴线平行的扭转辊74转至与转筒5轴线垂直，再继续转动螺杆72，使旋转过后的扭转辊74辊面的轮齿与转筒5表面的齿槽51配合，开启驱动马达752，使扭转辊74转动，扭转辊74与转筒5啮合，可使转筒5只转动，即装置对材料只测试扭转性能，通过齿槽51和扭转辊74的设置，不仅为转筒5提供压紧导向避免其跳动的作用，还起到了为转筒5转动新材料只测试扭转性能提供动力的功能，大大提高了装置的实用性和适用范围，通过设置角度标识41和第一指向针31，便于工作人员记录扭转倾角，通过设置距离刻度标识13和第二指向针61，便于工作人员记录材料的拉伸形变量，通过设置限位板78，便于对转杆7在配合块4内的位置进行限制，该实施方式具体解决了现有技术中存在的测试装置实用性低的问题。
综上所述：本发明通过伸缩杆带动转筒5做平移运动，实现了材料的拉伸功能，转筒5平移，使定位杆77与螺旋槽52之间发生相对滑动，由于螺旋槽52为螺旋设置的，因此使转筒5平移的同时还实现了自身的转动，即让装置在新材料拉伸的同时还为其提供扭转的测试效果，通过模拟材料在实际服役过程中所受到的交互作用，提高了装置测得参数的参考价值。
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种新材料可变环境拉伸扭转装置，包括底板(1)，其特征在于：所述底板(1)的顶部两侧均固定安装有关于底板(1)中心截面呈对称设置的液压伸缩杆(2)，所述液压伸缩杆(2)的一端固定安装有固定块(3)，所述固定块(3)远离液压伸缩杆(2)的一侧通过轴承活动安装有转筒(5)，所述固定块(3)远离液压伸缩杆(2)的一侧设置有配合块(4)，所述配合块(4)套装在转筒(5)的外侧，所述转筒(5)远离固定块(3)的一端固定连接有夹具(6)；
所述配合块(4)的底部固定安装有安装板(42)，所述安装板(42)的两侧一体成型有耳块，其耳块的顶部固定安装有安装螺栓(421)，所述安装板(42)通过安装螺栓(421)与底板(1)固定连接，所述配合块(4)的一侧贯穿开设有通孔(43)，所述转筒(5)活动设于通孔(43)内，且所述通孔(43)与转筒(5)同轴设置，所述通孔(43)的内周侧贯穿安装有四组环形设置的转杆(7)，所述转杆(7)远离通孔(43)的一端贯穿开设有螺纹孔(71)，所述螺纹孔(71)的内部螺纹连接有螺杆(72)，所述螺纹孔(71)靠近通孔(43)的一端两侧均铰接有第一连杆(73)，所述第一连杆(73)远离转杆(7)的一侧两端之间活动安装有扭转辊(74)，所述扭转辊(74)的外侧铰接有第二连杆(75)，所述螺杆(72)位于通孔(43)内的一端通过轴承活动连接有固定杆(76)，所述第二连杆(75)远离扭转辊(74)的一端与固定杆(76)铰接，所述固定杆(76)远离螺杆(72)的一侧固定连接有定位杆(77)，所述转筒(5)位于通孔(43)内的杆壁外开设有螺旋槽(52)，所述定位杆(77)与螺旋槽(52)相适配，所述转筒(5)靠近固定块(3)的端面周向侧开设有环形设置有齿槽(51)，所述齿槽(51)与转筒(5)的轴线平行设置，所述扭转辊(74)的外周侧一体成型有轮齿，且轮齿与齿槽(51)啮合连接，所述齿槽(51)的槽深度小于螺旋槽(52)的槽深度。
2.根据权利要求1所述的一种新材料可变环境拉伸扭转装置，其特征在于：所述通孔(43)的孔壁上同心设置有齿盘(8)，所述齿盘(8)的外周侧固定连接有环形设置的多组滚轮(81)，所述滚轮(81)与通孔(43)的内部滑动接触，所述转杆(7)位于通孔(43)内的杆壁外固定套装有配合齿轮(79)，所述配合齿轮(79)与齿盘(8)啮合连接。
3.根据权利要求2所述的一种新材料可变环境拉伸扭转装置，其特征在于：所述通孔(43)的孔壁上开设有环形滑槽(431)，所述滚轮(81)滑动设于环形滑槽(431)内，所述齿盘(8)的内部啮合连接有驱动齿轮(82)，所述驱动齿轮(82)的一侧固定连接驱动电机，且驱动电机固定安装在配合块(4)上。
4.根据权利要求1所述的一种新材料可变环境拉伸扭转装置，其特征在于：所述转杆(7)的顶部杆壁外固定套装有限位板(78)，所述限位板(78)的底部与配合块(4)的顶部滑动接触。
5.根据权利要求1所述的一种新材料可变环境拉伸扭转装置，其特征在于：所述第二连杆(75)靠近扭转辊(74)铰接处的外侧固定安装有安装块(751)，所述安装块(751)的一侧固定安装有驱动马达(752)，所述驱动马达(752)的输出轴与扭转辊(74)通过联轴器固定连接。
6.根据权利要求1所述的一种新材料可变环境拉伸扭转装置，其特征在于：所述底板(1)的顶部两侧均开设有导向槽(11)，所述导向槽(11)的内部滑动设有导向块(12)，所述固定块(3)固定安装在导向块(12)的顶部。
7.根据权利要求1所述的一种新材料可变环境拉伸扭转装置，其特征在于：所述配合块(4)的外侧刻画有角度标识(41)，所述转筒(5)靠近固定块(3)的外周侧刻画有第一指向针(31)，所述第一指向针(31)与转筒(5)中心轴线平行设置，且所述第一指向针(31)与角度标识(41)对应设置。
8.根据权利要求1所述的一种新材料可变环境拉伸扭转装置，其特征在于：所述底板(1)位于夹具(6)下方的正面刻画有距离刻度标识(13)，所述夹具(6)远离转筒(5)的一侧底部固定连接有第二指向针(61)，所述第二指向针(61)的底端正对距离刻度标识(13)的零刻度。
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